6.19 腦科學(xué)日報(bào)| 漢語言腦機(jī)接口新突破—“意念”合成聲調(diào)語音
第1767期 腦科學(xué)日報(bào)
2023年6月19日
科 學(xué) 時 訊
1，Nature：從1%到100%，中國人群泛基因組參考圖
來源：學(xué)術(shù)經(jīng)緯
“中國人群泛基因組聯(lián)盟”一期36個族群畫像集
近日，復(fù)旦大學(xué)、西安交大、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院等26家單位聯(lián)合發(fā)布了中國人群泛基因組聯(lián)盟（CPC）一期研究進(jìn)展。這項(xiàng)研究初步構(gòu)建了中國人群的泛基因組參考圖譜，發(fā)現(xiàn)了在人類通用參考基因組上缺失的約1.9億個堿基對的參考序列；新鑒定了約580萬個點(diǎn)突變或小變異以及3.4萬個結(jié)構(gòu)變異；并發(fā)現(xiàn)通用參考基因組上缺失的參考序列富集了適應(yīng)性演化和起源于遠(yuǎn)古人類的遺傳變異，并且與角質(zhì)化、紫外線輻射應(yīng)激、DNA 修復(fù)、免疫反應(yīng)以及壽命等表型或功能相關(guān)。在重構(gòu)人類演化歷程、挽回復(fù)雜疾病研究時“丟失的遺傳率”等研究和應(yīng)用中，該圖譜具有巨大的潛在價值。
2，Cell Reports Methods：神經(jīng)科學(xué)家開發(fā)了“元細(xì)胞”來推動與阿爾茨海默病的斗爭
來源：阿爾茨海默病
轉(zhuǎn)錄組學(xué)的技術(shù)研究生物體內(nèi)的RNA集使科學(xué)家能夠了解每個細(xì)胞的功能。然而，關(guān)于特定基因如何在單個細(xì)胞內(nèi)工作的問題，即所謂的單細(xì)胞基因組學(xué)，尚未得到廣泛研究。
近日，加州大學(xué)爾灣分校的神經(jīng)科學(xué)家研究了阿爾茨海默病背后的基因變化，開發(fā)出了一種制造“元細(xì)胞”（meta-cell）的過程，克服了研究單個細(xì)胞的挑戰(zhàn)。該研究使用hdWGCNA的新方法改進(jìn)了一種名為RNA批量測序的方法，可以識別與特定疾病相關(guān)的基因表達(dá)模式和基因模塊，無論涉及的器官或組織。
3，Nature Neuroscience：王鑫課題組發(fā)現(xiàn)阿爾茨海默病治療新靶點(diǎn)
來源：生物谷
β2-微球蛋白（B2M）是主要組織相容性復(fù)合體I（MHC-I）的組成亞基，在哺乳動物體內(nèi)負(fù)責(zé)經(jīng)典的免疫功能——抗原提呈和T細(xì)胞響應(yīng)。此外，B2M也可以從MHC-I上脫落，以游離的形式存在體內(nèi)。
近日，王鑫教授團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)在AD患者腦組織中B2M可以和Aβ結(jié)合并加重其神經(jīng)毒性，通過靶向清除B2M或干擾B2M與Aβ的結(jié)合可以顯著逆轉(zhuǎn)AD小鼠認(rèn)知缺陷。該研究重新檢視了淀粉樣蛋白學(xué)說，對Aβ的神經(jīng)毒性理論做出了重要的補(bǔ)充；同時另辟蹊徑地尋找AD治療的外周靶點(diǎn)，提出干預(yù)外周B2M減輕AD神經(jīng)病理的新策略。
4，Current Psychiatry ：警惕精神疾病患者的鐵缺乏
來源：大話精神
越來越多的研究表明，缺鐵會影響心理健康癥狀。近日一篇文章總結(jié)了目前的相關(guān)研究內(nèi)容。鐵在產(chǎn)生神經(jīng)遞質(zhì)(5-羥色胺、多巴胺和去甲腎上腺素)方面起著重要作用，鐵水平低與抑郁、焦慮和精神分裂癥的癥狀有關(guān)。文章指出，初級保健提供者一般不會要求檢測鐵水平，除非有貧血癥狀，或者有一些健康狀況會影響身體的鐵水平。因此被診斷出精神健康狀況的人應(yīng)與醫(yī)生討論是否需要進(jìn)行檢測并服用鐵補(bǔ)充劑。對那些既有精神健康問題又有其他因素使他們易受低鐵水平影響的人，一定要進(jìn)行鐵蛋白檢測。
5，Developmental Cognitive Neuroscience：多跟嬰兒好好說話，能促進(jìn)寶寶的大腦發(fā)育
來源：生物探索
家庭語言環(huán)境，特別是照顧者的語言質(zhì)量，有助于嬰兒時期的語言習(xí)得。然而，這一現(xiàn)象背后的神經(jīng)機(jī)制仍在研究中。近期，美國德克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校神經(jīng)發(fā)育的研究人員發(fā)現(xiàn)，父母與嬰兒多交談可以改善嬰兒的大腦發(fā)育。
該研究為首個報(bào)告在家里收集照顧者的語言和嬰兒大腦白質(zhì)結(jié)構(gòu)一致性之間存在顯著關(guān)聯(lián)的研究之一。嬰兒出生時大腦并沒有發(fā)育完全，某一特定認(rèn)知技能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在發(fā)育時相當(dāng)分散，經(jīng)過發(fā)育才會變得更加專業(yè)化。該研究表明照顧者的語言可促進(jìn)嬰兒期大腦白質(zhì)長期發(fā)育，并建立認(rèn)知優(yōu)勢。
6，Science Advances：漢語言腦機(jī)接口新突破，從“意念”合成漢語聲調(diào)語音
來源：腦機(jī)接口社區(qū)
腦脊髓外傷、腦卒中、腦腫瘤、漸凍癥等各類腦疾病可使患者喪失語言表達(dá)能力，造成嚴(yán)重的語言功能障礙。實(shí)現(xiàn)大腦的“意念”解碼并合成語音（語言腦機(jī)接口），不僅面向人民生命健康幫助那些失去語言表達(dá)能力的患者重建語言功能，更有助于面向國際科技前沿實(shí)現(xiàn)“意念交流”。國際上利用該技術(shù)已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了英語的語音合成。然而，漢語作為聲調(diào)語言通過聲調(diào)表達(dá)不同的語義，研究仍是空白。
近日，來自復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院神經(jīng)外科的吳勁松/路俊鋒教授團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合上?？萍即髮W(xué)李遠(yuǎn)寧教授團(tuán)隊(duì)、天津大學(xué)明東/許敏鵬教授團(tuán)隊(duì)采用高密度皮層腦電技術(shù)（high-density ECoG），解碼了表征聲調(diào)及音節(jié)構(gòu)音的神經(jīng)活動，建立了適用于漢語聲調(diào)的深度學(xué)習(xí)算法模型，最終在國際上首次實(shí)現(xiàn)了從大腦神經(jīng)活動到漢語單音節(jié)聲調(diào)語音的端到端合成。
7，Nat Commun：用于顏色感知的垂直集成尖錐感光器陣列
來源：WEST可穿戴電子
色覺是一種感知由不同波長組成的光之間差異的能力，為生物體提供了實(shí)質(zhì)性的環(huán)境適應(yīng)性。我們眼睛中的錐形光感受器有選擇地將自然光轉(zhuǎn)換為尖峰信號，從而賦予大腦高能效的色覺。近日，南京大學(xué)Qing Wan和Changjin Wan課題組提出了一種基于金屬氧化物的垂直集成尖峰錐光感受器陣列，它可以根據(jù)輸入波長以一定的速率直接將持久光轉(zhuǎn)換為尖峰序列。
這種尖峰錐光感受器在可見光下每個尖峰的功耗低于400皮瓦，非常接近生物錐體。在這項(xiàng)工作中，利用三種波長的光作為偽三基色來形成用于識別任務(wù)的“彩色”圖像，并且具有區(qū)分混合色能力的設(shè)備顯示出更好的準(zhǔn)確性。我們的結(jié)果將使硬件尖峰神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有生物學(xué)上合理的視覺感知，并為動態(tài)視覺傳感器的發(fā)展提供巨大潛力。
8，Mindfulness：內(nèi)感受敏感性提升是正念太極拳緩解焦慮的關(guān)鍵心理機(jī)制
來源：中科院心理所
臨床和非臨床實(shí)踐研究已經(jīng)廣泛證實(shí)，基于正念的干預(yù)方式可以顯著緩解焦慮。但是，正念干預(yù)對焦慮的影響機(jī)制尚未得到充分闡明。近日，中國科學(xué)院心理研究所認(rèn)知與發(fā)展心理學(xué)研究室青年特聘研究員魏高峽在先前已經(jīng)證實(shí)正念太極拳干預(yù)提升內(nèi)感受的基礎(chǔ)上進(jìn)一步探索了內(nèi)感受在正念太極拳干預(yù)焦慮情緒的中介作用及其生理機(jī)制。
該研究提示，內(nèi)感受敏感性是正念太極拳緩解焦慮的關(guān)鍵心理機(jī)制，HRV增強(qiáng)是內(nèi)感受敏感性提升的生理機(jī)制。研究結(jié)果為焦慮等情緒障礙的臨床干預(yù)提供了內(nèi)感受視角。
審校：Simon
